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第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化能源與人類
能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),我們每時(shí)每刻、分分秒秒都離不開它。能源、材料,信息被稱為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱
儲(chǔ)存在物質(zhì)中的能源總是通過一系列的物理變化、化學(xué)變化等,轉(zhuǎn)化為我們需要的能源形式,比如:熱能、電能、光能等。一飛沖天:“神舟”五號(hào)發(fā)射實(shí)況回放白磷的燃燒氨的燃燒
物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),除了有新物質(zhì)生成外,同時(shí)還伴隨著能量的變化,而這種能量變化又通常表現(xiàn)為熱能變化。有氣泡放出,溫度升高反應(yīng)放出熱量燒杯底部很冷,燒杯下面的玻璃片被凍在一起。反應(yīng)吸收熱量。思考與討論化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化,有的反應(yīng)放出熱量,有的反應(yīng)卻需要不斷的加熱,吸收熱量反應(yīng)才能進(jìn)行。這是為什么呢?這些能量又是如何變化的呢?能量從哪來(lái)又到哪里去了呢?
化學(xué)反應(yīng)與能量的變化有效碰撞模型模型理論基本要點(diǎn):*反應(yīng)物之間要發(fā)生反應(yīng)首先分子間要發(fā)生碰撞,但發(fā)生碰撞的分子間不一定能發(fā)生反應(yīng)。*能發(fā)生反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞*能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子*活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量的部分能量叫活化能足夠的能量適當(dāng)?shù)娜∠蚧罨芎侠砣∠虻呐鲎残挛镔|(zhì)能量一個(gè)反應(yīng)要發(fā)生一般要經(jīng)歷哪些過程?普通分子活化分子有效碰撞化學(xué)反應(yīng)體系中反應(yīng)物、產(chǎn)物的能量與活化能的關(guān)系E1——反應(yīng)物的活化能E2——活化分子變成生成物分子放出的能量
活化能的大小雖然意味著一般分子成為活化分子的難易,但是卻對(duì)這個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后的能量變化并不產(chǎn)生任何影響。(正反應(yīng)活化能)(逆反應(yīng)活化能)1、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么?一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系H2+Cl2
==2HCl點(diǎn)燃H····Cl··
:+→Cl····
H····
一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過程,本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程。第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因H—H斷開Cl—Cl斷開H—Cl形成H····Cl··
:+→Cl····
H····H—HCl—ClH—Cl吸收能量斷開斷開吸收能量形成放出能量
化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。2、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因舊鍵的斷裂—吸收能量新鍵的形成—放出能量第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因【例】
H-H鍵能是436KJ/mol,
Cl-Cl鍵能是243KJ/mol,
H-Cl鍵能是431KJ/mol鍵能——斷開或形成1mol化學(xué)鍵所吸收或放出的能量。
化學(xué)反應(yīng)吸收或放出熱量的多少等于斷開化學(xué)鍵吸收的能量與形成新化學(xué)鍵所釋放出的能量之差。第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因在25℃和101kPa的條件下,放出能量:183KJ點(diǎn)燃H2+Cl2==2HCl第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因化學(xué)反應(yīng)可視為舊健斷裂和新鍵形成的過程,化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)出的能量。已知
白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如右圖所示,現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol-1)P—P:198P—O:360O=O:498則反應(yīng)P4(白磷)+3O2→P4O6的反應(yīng)熱△H為()
A.-1638kJ/molB.+1638kJ/mol
C.-126kJ/molD.+126kJ/mol斷開化學(xué)鍵吸收的能量形成化學(xué)鍵放出的能量1molH-H436kJ1molH-HkJ1molCl-Cl243kJ1molCl-ClkJ1molC-H415kJ1molC-HkJ閱讀P32(條件為25℃和101kPa)【思考】斷開1molCH4所有的C-H需要吸收
kJ能量1660415436243第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因【練習(xí)1】化學(xué)反應(yīng)的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程。第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因二、物質(zhì)能量與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系物質(zhì)所含能量越低,越穩(wěn)定。放出能量吸收能量反應(yīng)物總能量高生成物總能量低能量反應(yīng)過程放出能量反應(yīng)過程反應(yīng)物總能量低生成物總能量高能量吸收能量E反應(yīng)物
>E生成物,反應(yīng)放出能量。反應(yīng)物的總能量=生成物的總能量+放出的能量化學(xué)反應(yīng)中:能量守恒E反應(yīng)物
<E生成物,反應(yīng)吸收能量。生成物的總能量=反應(yīng)物的總能量+放出的能量第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因反應(yīng)過程中能量變化示意圖
反應(yīng)A+B―→C(ΔH<0)分兩步進(jìn)行:①A+B―→X(ΔH>0),②X―→C(ΔH<0)。下列示意圖中,能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是(
)第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因【練習(xí)2】判斷下列反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)【總結(jié)】反應(yīng)過程中能量變化示意圖:以氫氣在氯氣中燃燒為例能量反應(yīng)過程斷鍵吸收能量成鍵放出能量1molH2、1molCl2放出能量2molCl2molH2molHCl
反應(yīng)物的總能量
生成物的總能量
成鍵放出的總能量
斷鍵吸收的總能量
反應(yīng)
能量大于大于放出第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因E1E2△E【補(bǔ)充】E1——活化能【練習(xí)】類比畫出吸熱反應(yīng)的示意圖下列說法正確的是()
A.當(dāng)Q1>Q2,是放熱反應(yīng)。
B.當(dāng)Q1<Q2,是吸熱反應(yīng)。
C.當(dāng)E1>E2,是放熱反應(yīng)。
D.當(dāng)E1<E2,是吸熱反應(yīng)。
√√第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因【練習(xí)3】微觀判斷宏觀判斷Al、Mg與HCl的反應(yīng)(即活潑金屬與酸或水的置換反應(yīng))酸堿中和反應(yīng)
所有燃燒或緩慢氧化大部分化合反應(yīng)1、放熱反應(yīng)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體反應(yīng)大部分分解反應(yīng)以C、H2、CO為還原劑的熱還原反應(yīng)2、吸熱反應(yīng)第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因三、常見吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)電離過程吸熱4.下列物質(zhì)加入水中顯著放熱的是:A.生石灰B.酒精C.固體NaClD.固體NaOH5.下列反應(yīng)中既屬于氧化還原反應(yīng)同時(shí)又是吸熱反應(yīng)的是:A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)C.灼熱的炭與CO2D.甲烷與O2反應(yīng)【練習(xí)】第一部分化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的原因B.鎂與稀鹽酸6.下列反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)的是:A.NaOH與HCl反應(yīng)B.C和CO2共熱C.碳酸鈣的分解D.制備水煤氣的反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱量)來(lái)表述,叫做反應(yīng)熱,又稱為“焓變”。符號(hào):ΔH,單位:kJ/mol或kJ?mol-1規(guī)定:放熱反應(yīng):△H取負(fù)值(△H<0)吸熱反應(yīng):△H取正值(△H>0)第二部分反應(yīng)熱焓變計(jì)算:△H=E生-E反△H=E2-E1【例】1、定義:表明反應(yīng)放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式叫熱化學(xué)方程式。2、意義:表示1molH2(g)和1/2molO2(g)完全反應(yīng)生成1molH2O(l)所放出的熱量為285.8kJ
3、為何標(biāo)狀態(tài)?H2O(l)和H2O(g)4、△H單位的含義kJ?mol-1,表示每摩爾“H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)
”這個(gè)反應(yīng)在298K時(shí)放出285.8kJ
的熱量。H2(g)+1/2O2(g)==H2O
(l)△H=-285.8kJ
?mol-1第三部分熱化學(xué)方程式【書寫注意事項(xiàng)】1、狀態(tài):s、l、g、aq2、△H單位:kJ?mol-13、△H數(shù)值:與化學(xué)計(jì)量數(shù)成倍數(shù)4、△H符號(hào):+、-5、不用標(biāo)氣體、沉淀符合第三部分熱化學(xué)方程式下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是A.2SO2+O2====2SO3△H=-196.6kJ/molB.H2(g)+O2(g)===H2O(g)△H=-241.8kJC.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)△H=-571.6kJ/molD.C(s)+O2(g)===CO2(g)△H=+393.5kJ/mol
C【練習(xí)7】第三部分熱化學(xué)方程式【練習(xí)8】已知每1mol碳完全燃燒生成二氧化碳時(shí)將放出393.6kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式?!揪毩?xí)9】已知每1mol辛烷(C8H18)完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)將放出5472kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。【練習(xí)10】已知每2mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)將放出1779.2kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式?!揪毩?xí)11】1克甲醇燃燒生成二氧化碳和水(液態(tài))時(shí)放熱22.68kJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+
2H2O(l)△H=-889.6kJ/molC8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+
9H2O(l)△H=-5472kJ/molC
(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.6kJ/molCH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol第三部分熱化學(xué)方程式
250C、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)所放出的熱量,叫該物質(zhì)的燃燒熱利用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研。利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。如:第四部分化學(xué)能的應(yīng)用《科學(xué)視野·生物體中的能量轉(zhuǎn)化》
人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)與體外的燃燒本質(zhì)相同,最終產(chǎn)物一樣(都是二氧化碳和水),都是放熱反應(yīng),所放出的能量也相等。只是二者反應(yīng)條件不同?!咀灾鲗W(xué)習(xí)】【啟示】生物化學(xué)過程在利用“能源”上更為合理、有效?!究茖W(xué)視野】人類利用能源的三個(gè)階段1、柴草時(shí)期:以樹枝雜草為主要能源2、化石能源時(shí)期:以煤、石油、天然氣為主要能源3、多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期:可再生能源、清潔能源第四部分化學(xué)能的應(yīng)用第二節(jié)燃燒熱中和熱——反應(yīng)熱的兩個(gè)特例1.含義:25oC、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。2.單位:kJ/mol第一部分燃燒熱【例】常溫常壓下,1mol甲烷完全燃燒放出890.31KJ的熱量,就是甲烷的燃燒熱∶CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.31KJ/mol【思考】(1)H2(g)+?O2(g)=H2O(g)?H=-241.8kJ/mol(2)H2(g)+?O2(g)=H2O(l)?H=-285.8kJ/mol(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)?H=-571.6kJ/mol哪一個(gè)是H2的燃燒熱?————⑵【練習(xí)1】書寫乙炔燃燒熱的化學(xué)方程式。C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.6kJ/mol書寫乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式。C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.6kJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2599.2kJ/mol第一部分燃燒熱⑴恒壓條件下的反應(yīng)熱。⑵放熱,△H∠0。⑶燃燒熱為正值。⑷在O2中燃燒,生成穩(wěn)定氧化物。⑸以1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)配平,其余可用分?jǐn)?shù)?!救紵裏嶙⒁馐马?xiàng)】【說明】反應(yīng)熱:數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比燃燒熱:可燃物系數(shù)為12.1mol碳完全燃燒放出393.5KJ的熱量;3.1克甲醇燃燒生成二氧化碳和水(液態(tài))時(shí)放熱22.68KJ;C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5KJ/molCH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8KJ/mol【練習(xí)】寫出下列表示燃燒熱的方程式第一部分燃燒熱思考與交流
應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇燃料?物質(zhì)的燃燒熱
燃料的儲(chǔ)量
燃料的開采、運(yùn)輸
燃料儲(chǔ)存的條件、價(jià)格
燃料對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響【例】丙烷燃燒熱值高石油儲(chǔ)量豐富開采容易燃燒時(shí)污染小儲(chǔ)存、運(yùn)輸不方便第一部分燃燒熱1.概念:在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。2.單位:KJ/mol第二部分中和熱⑴強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。⑵稀溶液。⑶生成1molH2O。⑷中和反應(yīng)放熱,△H∠0。⑸中和熱為正值?!局泻蜔嶙⒁馐马?xiàng)】【判斷】1molBa(OH)2
和1molH2SO4反應(yīng)放出的熱量為Q,則Q為它們的中和熱?錯(cuò)!其中和熱為1/2Q1.00L1.00mol/LH2SO4溶液與2.00L1.00mol/LNaOH溶液完全反應(yīng),放出114.6kJ的熱量,該反應(yīng)的中和熱為
,表示其中和熱的熱化學(xué)方程式為
?!揪毩?xí)4】57.3kJ/molH2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3kJ/mol第二部分中和熱反應(yīng)放出的熱量1、Q=c·m·△tQ:反應(yīng)放出的熱量,kJ或JC:溶液的比熱容;c≈c水=4.18J/(g·℃)m:溶液的質(zhì)量;m酸+m堿2、50mL0.5mol/L鹽酸和50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液
Q=c·(m酸+m堿)·(t2-t1)
=4.18J/(g·℃)·(50g+50g)·(t2-t1)3、中和熱=?一、實(shí)驗(yàn)原理第三部分中和熱的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)步驟①組裝絕熱裝置。在大燒杯底部墊上泡沫塑料(或紙條),使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平;然后在大、小燒杯之間填滿泡沫塑料(或紙條);再在大燒杯上用泡沫塑料板或硬紙板作蓋板(如右圖所示)。第三部分中和熱的測(cè)定②向小燒杯中加入50mL0.50mol/L的鹽酸,并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度,然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。③在另一小燒杯中加入50mL0.55mol/L的NaOH溶液,并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度。④把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入盛有鹽酸的小燒杯中,并把NaOH溶液一次倒入盛有鹽酸的小燒杯中,用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液,并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度⑤重復(fù):重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次(取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù))。①作為量熱的儀器裝置,要盡量減少熱量散失;②鹽酸和NaOH溶液濃度的配制必須準(zhǔn)確;③鹽酸和NaOH溶液的體積必須量取準(zhǔn)確。1、小燒杯杯口與大燒杯杯口相平,為什么?2、測(cè)量鹽酸的溫度后,要將溫度計(jì)上的酸沖洗干凈后再測(cè)量NaOH溶液的溫度。否則,結(jié)果?3、實(shí)驗(yàn)操作要快,若緩慢倒入?4、為何NaOH溶液過量?三、注意事項(xiàng)第三部分中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差(t2-t1)/℃HClNaOH平均值123第三部分中和熱的測(cè)定四、數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差(t2-t1)/℃HClNaOH平均值120.220.620.323.73.4220.320.520.423.93.5322.622.822.724.92.2第三部分中和熱的測(cè)定四、數(shù)據(jù)處理常溫常壓下:中和熱△H=-57.3kJ/mol【思考】若把鹽酸換成同體積、同濃度的醋酸溶液,反應(yīng)放出的熱量如何改變?所得中和熱的值會(huì)如何改變?若改為濃硫酸呢?【練習(xí)5】實(shí)驗(yàn)室用50mL1.0mol·L-1鹽酸跟50mL1.1mol·L-1氫氧化鈉溶液在下圖裝置中進(jìn)行中和反應(yīng),并通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量來(lái)計(jì)算中和熱。試回答下列問題:(1)大小燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是
。(2)
(填“能”或“不能”)將環(huán)形玻璃攪拌棒改為環(huán)形金屬(如銅)棒。其原因是
。(3)大燒杯上如不蓋硬紙板,對(duì)求得中和熱數(shù)值的影響是
(填“偏高”或“偏低”或“無(wú)影響”)。(4)如果改用60mL1.0mol·L-1鹽酸跟50mL1.1mol·L-1氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng),則與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放熱量
(“增加”、“減少”或“不變”),理由是
;所求中和熱數(shù)值
(“增加”、“減少”或“不變”),理由是
。減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失
不能因金屬易導(dǎo)熱偏低增加不變中和熱是酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱第三部分中和熱的測(cè)定生成水的量增加燃燒熱、中和熱、反應(yīng)熱三者之間的關(guān)系①弄清燃燒熱的含義:在101kPa時(shí),1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫該物質(zhì)的燃燒熱,例如:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol,碳的燃燒熱是393.5kJ/mol。有H時(shí),液態(tài)水②弄清中和熱的含義:中和熱是在稀溶液中,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱量,中和熱為57.3kJ/mol,反應(yīng)熱為ΔH=-57.3kJ/mol。③反應(yīng)熱隨反應(yīng)物的物質(zhì)的量的變化而變化,一個(gè)“可逆的”化學(xué)反應(yīng),它的正反應(yīng)和逆反應(yīng)的焓變大小相等、符號(hào)相反。
④三者既有聯(lián)系又有區(qū)別,燃燒熱和中和熱都是正值,并且都是定值,反應(yīng)熱既有正值(正號(hào)不能省略)又有負(fù)值,符號(hào)不表示大小而表示吸熱或放熱,反應(yīng)熱隨反應(yīng)物的物質(zhì)的量的變化而變化。【對(duì)比歸納】
1.一定要標(biāo)出聚集狀態(tài)、ΔH的數(shù)值以及符號(hào)。聚集狀態(tài)(氣—g、液—l、固—s、稀溶液—aq)。熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。
2.燃燒熱是1mol物質(zhì)完全燃燒;生成穩(wěn)定化合物,如C(s)CO2(g),H2(g)H2O(l),S(s)SO2(g)等?!臼Х志尽?/p>
3.中和熱是稀溶液中強(qiáng)酸與強(qiáng)堿生成1molH2O均放熱57.3kJ。弱酸或弱堿電離要吸收熱量,故其中和熱小于57.3kJ/mol。
4.比較ΔH的大小要注意反應(yīng)熱的數(shù)值和符號(hào)。有“-”時(shí),值越大,ΔH越??;審題要特別注意,若題中說“放出”或“吸收”熱量,則不用再寫“+”、“-”號(hào),熱量多少只看數(shù)值。
5.ΔH的單位kJ/mol中的“/mol”是指該化學(xué)反應(yīng)整個(gè)體系(即指“每摩化學(xué)反應(yīng)”),如2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/mol。而不是指某種物質(zhì)。
6.不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆,熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱ΔH表示反應(yīng)進(jìn)行到底(完全轉(zhuǎn)化)時(shí)的能量變化。但可逆反應(yīng)按某量加入是不能完全反應(yīng)的。第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算
——蓋斯定律如何測(cè)定如下反應(yīng):C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱△H1①能直接測(cè)定嗎?如何測(cè)?【思考】計(jì)算②若不能直接測(cè),怎么辦?只能測(cè)出C和CO的燃燒熱,不能直接測(cè)。C(s)+O2(g)=CO2(g);
△H=-393.5KJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g);12
△H=-283.0KJ/mol?反應(yīng)焓變的計(jì)算許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以直接測(cè)得1、根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)的焓變蓋斯定律-反應(yīng)的焓變只與物質(zhì)的起始和終止?fàn)顟B(tài)有關(guān),與過程無(wú)關(guān)
ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系?ΔH=ΔH1+ΔH2ΔHBACΔH1ΔH2反應(yīng)焓變的計(jì)算如何測(cè)定如下反應(yīng):C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱△H1【思考】C(s)+O2(g)=CO2(g);
△H1=-393.5KJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g);12
△H2=-283.0KJ/mol反應(yīng)焓變的計(jì)算C(s)+O2(g)=CO(g);12③=①-②①②③
△H=-110.5KJ/molΔH1CO2CCOΔHΔH2熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱具有可加合性△H=△H1-△H2方法一:分析反應(yīng)路徑方法二:找目標(biāo)方程式【練習(xí)1】已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)
△H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H①②③求H2的燃燒熱△H?∴
△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol∵
③
=①+②反應(yīng)焓變的計(jì)算方法:結(jié)合蓋斯定律,通過加減得到目標(biāo)方程式,反應(yīng)熱對(duì)應(yīng)加減?!揪毩?xí)2】
1840年,瑞士化學(xué)家蓋斯指出:化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)僅與反應(yīng)物的最初狀態(tài)和生成物的最終狀態(tài)有關(guān),而與中間步驟無(wú)關(guān)。按此規(guī)律,結(jié)合下列熱化學(xué)方程式:C(固、金剛石)+O2(氣)==CO2(氣)△H=-395.41KJC(固、石墨)+O2(氣)==CO2(氣)△H=-393.51KJ回答有關(guān)問題:(1)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式是:(2)石墨和金剛石相比較,————的穩(wěn)定性更大。C(固、石墨)==C(固、金剛石)△H=+1.90KJ/mol石墨反應(yīng)焓變的計(jì)算①②由②-①可得:【練習(xí)4】已知下列熱化學(xué)方程式CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)①
△H1=-870.3KJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)②
△H2=-393.5KJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)③
△H3=-285.5KJ/mol計(jì)算2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)△H4?△H4
=△H2
×2
+△H3
×2
-
△H1
=(-393.5KJ/mol)×2+(-285.5KJ/mol)×2-(-870.3KJ/mol)=-487.7KJ/mol反應(yīng)焓變的計(jì)算④由④=②×2+③×2-①可得:2、由生成反應(yīng)的焓變計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變【練習(xí)5】已知下列熱化學(xué)方程式Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s)①△H1=-351.1KJ/molHg(l)+1/2O2(g)=HgO(s)②△H2=-90.7KJ/mol計(jì)算Zn(s)+HgO(s)=Hg(l)+ZnO(s)△H3?反應(yīng)焓變的計(jì)算由③=①-②可得:③△H3
=△H1
-
△H2
=(-351.1KJ/mol)-(-90.7KJ/mol)
=-260.4KJ/mol【練習(xí)7】在一定條件下,氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程式為:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);
H=–572kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
H=–890kJ/mol
由1mol氫氣和2mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少?2066KJ反應(yīng)焓變的計(jì)算【練習(xí)6】已知:C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5KJ/mol要獲得1000千焦熱量,需燃燒多少克碳?30.5克【練習(xí)8】某次發(fā)射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃燒,生成N2、液態(tài)H2O。已知:
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下,請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol
反應(yīng)焓變的計(jì)算【練習(xí)9】已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-Q1KJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2KJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q3KJ/mol,常溫下,取體積比4:1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L(標(biāo)況),經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫,放出的熱為:0.4Q1+0.05Q3【練習(xí)11】已知反應(yīng):①101kPa時(shí),C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)
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